JPH10290584A - 超音波モータ - Google Patents

超音波モータ

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JPH10290584A
JPH10290584A JP9097616A JP9761697A JPH10290584A JP H10290584 A JPH10290584 A JP H10290584A JP 9097616 A JP9097616 A JP 9097616A JP 9761697 A JP9761697 A JP 9761697A JP H10290584 A JPH10290584 A JP H10290584A
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JP
Japan
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rotor
piezoelectric ceramic
outer peripheral
peripheral portion
guide
Prior art date
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Abandoned
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JP9097616A
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English (en)
Inventor
Yuichi Yamakawa
祐一 山川
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Seiko Precision Inc
Original Assignee
Seiko Precision Inc
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Publication date
Application filed by Seiko Precision Inc filed Critical Seiko Precision Inc
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が簡単であり、ロータに高精度を要求す
ることのない超音波モータを提供する。 【解決手段】 円環型圧電セラミック22の外周部に接
触するロータRは、複数のロータ片25を連結部材26
で一体に連結したものからなり、各ロータ片には回転方
向と直交する方向に凹部が設けてある。また、ロータR
の外側には弾性部材27が設けてあり、各ロータ片が円
環型圧電セラミックの外周面に向けて大きな押圧力を働
かせるようにしてある。ガイド板28,29はロータの
案内部を介して同方向に回転する。一方のガイド板の外
周には歯車の歯形29bが形成してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は超音波モータに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】モータの種類には種々のものがあるが、
近時、コイルや磁石が不要で小型かつ軽量で速い応答性
をもつなど従来のモータとは大きく相違する超音波モー
タが各分野で採用されるようになってきた。また、超音
波モータは、印加する電界の調整により任意の回転数が
得られるため、減速装置を必要とせず高トルクが得られ
るなどの特徴を有することから各種機器へ応用されつつ
ある。このような超音波モータにはいくつかの種類があ
るが、その中の1つとして円環型圧電セラミックを振動
体として採用したものがある。
【0003】ところで、円環型圧電セラミックの振動に
よって回転移動するロータからトルクを取り出す場合
に、円環型圧電セラミックとロータとの間の摩擦力を大
きくすることが必要とされている。これについては、ロ
ータの内径部を約10°のテーパ状に仕上げ、これに対
応して圧電セラミックの外径もテーパ状に仕上げ、両テ
ーパ部を嵌合することによって両者間の摩擦力を大きく
する技術が提案されている(例えば、特開昭63−18
1677号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、円環
型圧電セラミックとロータとの間の摩擦力を増大させる
ために両者の嵌合部をテーパ状に仕上げると、これら両
テーパ部の加工に高精度が要求され、製造コスト増大の
一因となる問題がある。また、上記した構成によって
は、接触圧を増大させることが困難であるため、ロータ
の回転による高トルクを得ることが難しいという問題が
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに本発明は、円環型圧電セラミックの内径部をベース
板に固定されたガイド部材に固定することにより振動体
とし、この円環型圧電セラミックの外周部にこれと接触
するロータを設け、この円環型圧電セラミックに電界を
印加することにより発生する超音波振動によってロータ
を回転させる超音波モータにおいて、以下の手段を採用
した。
【0006】上記したロータを円環型圧電セラミックの
外周部に放射状に配設してなる複数のロータ片によって
構成し、これらの各ロータ片からなるロータの外側に、
各ロータ片の内側部が円環型圧電セラミックの外周部に
接触する方向に押圧する弾性部材を設けることにより、
ロータに大きなトルクを発生可能としてある。
【0007】また、ロータの回転方向に対して直交する
方向に凹部を設け、各ロータ片の内側部と円環型圧電セ
ラミックの外周部との接触面を大きくしてある。
【0008】さらに、ロータは複数のロータ片を連結部
材を用いて一体に連結して構成してある。
【0009】また、円環型圧電セラミックの両側に1対
のガイド板を設け、これらのガイド板の少なくとも一方
は、各ロータ片に対して円環型圧電セラミックの径方向
には進退自在に、ロータの回転方向には進退不能に係合
させてある。
【0010】さらに、外部へロータの回転を出力させる
手段としては、回転するガイド板の外周部に歯車の歯形
を形成してある。
【0011】さらにまた、上記した1対のガイド板のい
ずれか一方に、他方のガイド板を同方向に回転可能に結
合する結合フックを設けてある。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明は、ベース板に設けられて
いるガイド部材に円環型圧電セラミックの内径部が固定
されて振動体が構成され、この円環型圧電セラミックの
外周部に接触するロータが設けてあり、円環型圧電セラ
ミックに電界を印加することによって発生する超音波振
動によってロータを回転させる超音波モータに適用した
ものである。
【0013】ロータは、円環型圧電セラミックの外周部
に放射状に配設してある複数のロータ片からなり、この
ロータの外側には、各ロータ片の内側部が円環型圧電セ
ラミックの外周部に接触する方向に押圧する弾性部材を
設けるのが好ましい。
【0014】また、ロータは各ロータ片の内側部にロー
タの回転方向に対して直交する方向に凹部を設けること
により常に広い面積で円環型圧電セラミックの外周部と
の面接触を確保可能にしたものとすることが好ましい。
【0015】さらに、上記した各ロータ片は連結部材を
用いて一体に連結することが好ましい。
【0016】また、上記した円環型圧電セラミックの両
側には、1対のガイド板をロータの回転方向と同軸に回
転可能に設け、これらのガイド板の少なくとも一方は、
各ロータ片に対して円環型圧電セラミックの径方向には
進退自在に、ロータの回転方向には進退不能に係合する
ようにすることが好ましい。
【0017】さらに、上記した1対のガイド板のいずれ
か一方の外周部には、歯車の歯形を形成することによ
り、シャフトレスでロータからのトルクを外部機器に伝
達可能とすることが好ましい。
【0018】さらにまた、上記した1対のガイド板のい
ずれか一方のガイド板に、他方のガイド板を同方向に回
転可能に結合する結合フックを設けることにより構成を
簡単にすることが好ましい。
【0019】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。まず、第1の実施例として、超音波モー
タにおけるロータの回転を出力軸から出力させるように
構成したものについて説明する。図1,2に示すよう
に、ベース板1に段差付きの円筒状に形成してなる突出
部1aに円環型圧電セラミック2が取り付けてある。円
環型圧電セラミック2の内周部2aには4か所に半円状
の凹部2bが形成してあり、この凹部2bには、ベース
板1の突出部1aに立設された4本のピン3の径方向断
面の半部が係合することにより円環型圧電セラミック2
は回転不能に支持されている。
【0020】ベース板1の突出部1aの上面及びその周
囲に位置する円環型圧電セラミック2の内周部2a(半
円状の凹部2bも含む)周辺の部分の上面には、弾性押
さえ板4がビス6によって固定してある(図3参照)。
つまり、この第1の実施例における円環型圧電セラミッ
ク2は、4本のガイドピン3及び弾性押さえ板4により
ベース板1に取り付けられており、図示しない電極から
電界を印加されることによって発生する超音波振動が完
全に妨げられてしまうことのないように支持されてい
る。
【0021】円環型圧電セラミック2の外周部にはロー
タRが設けてある。ロータRは円環型圧電セラミック2
の外周部に放射状に配設してある多数のロータ片5から
なる。ロータ片5の内側部は、円環型圧電セラミック2
の外周部との接触面となっており、なるべく大きな面積
かつ大きな押圧力で接触することが望まれる部分であ
る。各ロータ片の内周部はこの外周部との接触面積を大
きくする形状としてある。ここで、ロータの回転方向に
対して直交する方向に凹部5aが設けてある(図3参
照)。この凹部5aは、ロータ片5に高精度を要求する
ことなく常に円環型圧電セラミック2の外周面に対して
ロータRが接触するようにしたものである。
【0022】ロータ片5の下端部は突起状の案内部5b
が形成してある。また、ロータ片5の上端部には長円状
の突起からなる案内部5cが形成してある。各ロータ片
5は、リブ状の連結部材(図示略)を用いて一体に連結
されることにより、組み立て時における作業を容易化
し、かつ組み立て工数の節減を図ってある。
【0023】ロータRの外周部には、コイルばねの両端
を結合してなる円環状の弾性部材7が設けてある。弾性
部材7は、各ロータ片5を円環型圧電セラミック2の外
周部に接触する方向に押圧力を作用させるもので、これ
により各ロータ片5の内側は、常に円環型圧電セラミッ
ク2の外周面に弾接させられ、ロータRに対して大きな
トルクを発生可能としてある。
【0024】円環型圧電セラミック2の上下両側には、
それぞれガイド板8,9が設けてある。円環型圧電セラ
ミック2の下側に位置する下ガイド板8は、ベース板1
の突出部1aに回転自在に嵌合しており、上側に位置す
る上ガイド板9は、下ガイド板8にビス10を介して結
合している。
【0025】上ガイド板9の外周部には放射状に長溝部
9aが形成してあり、上述したロータ片5の案内部5c
がこの中で摺動可能に位置している。詳しくは、上ガイ
ド板9は、各ロータ片5に対して円環型圧電セラミック
2の径方向には進退自在に、ロータの回転方向には進退
不能に係合している。これにより、円環型圧電セラミッ
ク2に発生する振動がロータ片5によって完全に妨げら
れてしまうことがないようになっている。
【0026】上ガイド板9の中心部には、一体回転可能
に圧着してなる出力軸11が立設してある。出力軸11
の下方は、ベース板の突出部1aに設けてある垂直孔部
1b内に没入しており、この孔部内に装着されたベアリ
ング12によって円滑に回転自在に支持されている。出
力軸11の上部には、ピニオン(図示略)を取り付ける
ことにより外部機器へトルクを出力可能となる。
【0027】次に第2の実施例として、ガイド板の外周
部に歯車の歯形を形成し、これによって、直接的にロー
タのトルクを外部機器に伝達可能とした構成の超音波モ
ータについて説明する。図4に示ように、ベース板21
の突出部21aは複数段に形成してあり、最上段の円筒
部には、円環型圧電セラミック22を取り付けるガイド
部材23が取り付けてある。
【0028】円環型圧電セラミック22の下面側は、内
周部から一定の幅の範囲が突出部21aの段差の周囲に
形成された耳状の保持部(図示略)の上面に支持され、
上面側は、ガイド部材23の上部に形成された4つのつ
ば部23aによって保持されている。
【0029】ガイド部材のつば部23aの下方かつその
外周部には、半円柱状のガイド部(図示略)が形成して
ある他、1か所には円環型圧電セラミック22の内周部
に形成された半円状の係合部と係合可能な係合突起23
bが形成してある(図6参照)。さらにガイド部材23
の下端の1カ所には下方に突出して、ベース板21の上
面に形成された係合部21bに係合する位置決めピン部
23cが形成してある。
【0030】ガイド部材23の上面には、ベース板21
の支持部21aに嵌合したばね座金24が当接してお
り、さらにその上面には、ばね押えキャップ30の下面
が当接している。なお、ばね座金は皿ばねやコイルばね
であってもよい。ばね押えキャップ30は、皿小ねじ3
1によってベース板の支持部21aの上端部に取り付け
られている。この皿小ねじ31を固く締め付けることに
より、ばね座金24が変形してその弾性力によりガイド
部材23を弾性的に押圧し、円環型圧電セラミック22
を弾性保持するようにしてある。
【0031】円環型圧電センサ22の外周部には、第1
の実施例で説明したものと同様のロータRが設けてあ
る。各ロータ片25は、第1の実施例と同様に連結部材
26によって一体に連結することによりロータRを構成
している。ロータRの外周部には、第1の実施例で説明
したものと同様の弾性部材27が設けてあり、ロータR
を構成する多数のロータ片25を円環型圧電セラミック
22の外周部に接触する方向に押圧している。
【0032】ロータ片25は、実質的に角柱状に形成さ
れた胴部の内側に、ロータの回転方向に直交する方向に
凹部25aが形成してある。これによりロータ片25に
高精度を要求することなく常に円環型圧電セラミック2
2の外周部との間に接触面が得られるようにしてある
(図6参照)。
【0033】ロータ片25の胴部の下端部には、後述の
下ガイド板28に設けてあるガイド孔28aに係合する
突起状の案内部25bが形成してある。同じく胴部の上
端部には、後述の上ガイド板29に設けられた長円孔2
9aに係合する長円状の突起からなる案内部25cが形
成してある(図4参照)。
【0034】円環型圧電セラミック22の上下には、そ
れぞれ上述したガイド板28,29が位置している。円
環型圧電セラミック22の下方に位置する下ガイド板2
8は、内径部がベース板の支持部21aに回転自在に支
持されており、上述したロータ片25の案内部25bを
介して、ロータRと同一方向に回転可能としてある。
【0035】円環型圧電セラミック22の上方に位置す
る上ガイド板29は、上述したばね押えキャップ30の
筒部に回転自在に支持されている。上ガイド板29も同
様にして、ロータ片25の案内部25cを介して、ロー
タRと同一方向に回転可能としてある。これにより、上
ガイド板29は、各ロータ片25に対して円環型圧電セ
ラミック22の径方向には進退自在に、ロータRの回転
方向には進退不能に係合しているため、ロータ片25に
高精度を要求することなく常に円環型圧電セラミック2
2の外周部との間に接触面が得られるようにしてある。
【0036】上ガイド板29の外周には、歯車の歯形2
9bが形成してあり、これによりロータRの回転によっ
て生じるトルクを外部機器に対して直接的に出力可能と
なる。出力軸及び出力用のピニオンも設置することを要
しないので、部品点数を減少させることができる。さら
に、上ガイド板29と出力軸との圧着加工も要しないの
で工数の削減も可能となる。
【0037】下ガイド板28と上ガイド板29とは、下
ガイド板に一体に形成された結合フック28cを介して
結合させてあり、ロータRのトルクかいずれか一方にし
か伝達されない構成とした場合にも、両ガイド板を連動
可能としてある。なお歯車の歯形及び結合フックは上下
どちら側に設けるようにしてもよい。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、2つの実施例で説明し
たように、ロータを複数個のロータ片によって構成し、
各ロータ片の内側を円環型圧電セラミックの外周部に向
けて押圧する弾性部材が設けてあるので、高精度の加工
を必要とせずに、接触面を得ることが可能となり、効率
の高いロータを備えた超音波モータを安価に製造するこ
とが可能となる。
【0039】また、ロータにおける、円環型圧電セラミ
ックとの接触面に回転方向と直交する凹部が設けてある
ので、部品のばらつき等によって接触面が失われてしま
うようなことがなくなる。
【0040】また、各ロータ片を連結部材で一体に連結
してあるので、円環型圧電セラミックの外周との均一な
当りを損なうことなく組み立て工数の減少が可能となる
ので、製造コストの低減に寄与する。
【0041】また、円環型圧電セラミックの上下両側に
設けてあるガイド板をロータに従動させるガイド板とロ
ータ片との係合状態は、円環型圧電セラミックの径方向
には進退自在に、そしてロータの回転方向には進退不能
に係合してあるので、ロータの回転によるトルクを円滑
に出力可能となる。
【0042】また、ガイド板のいずれか一方の外周部に
歯車の歯形を形成したものとすれば、シャフトや出力用
ピニオンが不要となるので、部品点数の削減および加工
工数の削減を図ることが可能になる。
【0043】さらにまた、ガイド板の一方に結合フック
を設けて、両ガイド板を同方向に回転可能にすれば、組
み立てが容易となるので製造コストの低減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の構成を示す一部切欠平面図である。
【図2】図1A−A線断面図である。
【図3】上ガイド板を除去した内部構成を示す平面図で
ある。
【図4】実施例2の構成を示す一部切欠平面図である。
【図5】図4B−B線断面図である。
【図6】ガイド部材と円環型圧電セラミックとロータ及
び弾性部材をそれぞれ上下から見た状態を示す平面図及
び下面図である。
【符号の説明】
1,21 ベース板 2,22 円環型圧電セラミック 4 押さえ板 5,25 ロータ片 5a,25a 凹部 7,27 弾性部材 8,28 ガイド板(下) 9,29 ガイド板(上) 23 ガイド部材 26 連結部材 28c 結合フック 29b 歯形 R ロータ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年3月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 超音波モータ
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は超音波モータに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】モータの種類には種々のものがあるが、
近時、コイルや磁石が不要で小型かつ軽量で速い応答性
をもつ超音波モータが各分野で採用されるようになって
きた。また、超音波モータは、印加する電界の調整によ
り任意の回転数が得られるため、減速装置を必要とせず
高トルクが得られるなどの特徴を有することから各種機
器へ応用されつつある。このような超音波モータにはい
くつかの種類があるが、その中の1つとして円環型圧電
セラミックを振動体として採用したものがある。
【0003】ところで、円環型圧電セラミックの振動に
よって回転移動するロータからトルクを取り出す場合
に、円環型圧電セラミックとロータとの間の摩擦力を大
きくすることが必要とされている。これについては、ロ
ータの内径部を約10°のテーパ状に仕上げ、これに対
応して圧電セラミックの外径もテーパ状に仕上げ、両テ
ーパ部を嵌合することによって両者間の摩擦力を大きく
する技術が提案されている(例えば、特開昭63−18
1677号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、円環
型圧電セラミックとロータとの間の摩擦力を増大させる
ために両者の嵌合部をテーパ状に仕上げると、これら両
テーパ部の加工に高精度が要求され、製造コスト増大の
一因となる問題がある。また、上記した構成によって
は、接触圧を増大させることが困難であるため、ロータ
の回転による高トルクを得ることが難しいという問題が
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに本発明は、円環型圧電セラミックの内径部をベース
板に固定されたガイド部材に固定することにより振動体
とし、この円環型圧電セラミックの外周部にこれと接触
するロータを設け、この円環型圧電セラミックに電界を
印加することにより発生する超音波振動によってロータ
を回転させる超音波モータにおいて、以下の手段を採用
した。
【0006】上記したロータを円環型圧電セラミックの
外周部に放射状に配設してなる複数のロータ片によって
構成し、これらの各ロータ片からなるロータの外側に、
各ロータ片の内側部が円環型圧電セラミックの外周部に
接触する方向に押圧する弾性部材を設けることにより、
ロータに大きなトルクを発生可能としてある。
【0007】また、ロータの回転方向に対して直交する
方向に凹部を設け、各ロータ片の内側部と円環型圧電セ
ラミックの外周部との接触面を大きくしてある。
【0008】さらに、ロータは複数のロータ片を連結部
材を用いて一体に連結して構成してある。
【0009】また、円環型圧電セラミックの両側に1対
のガイド板を設け、これらのガイド板の少なくとも一方
は、各ロータ片に対して円環型圧電セラミックの径方向
には進退自在に、ロータの回転方向には進退不能に係合
させてある。
【0010】さらに、外部へロータの回転を出力させる
手段としては、回転するガイド板の外周部に歯車の歯形
を形成してある。
【0011】さらにまた、上記した1対のガイド板のい
ずれか一方に、他方のガイド板を同方向に回転可能に結
合する結合フックを設けてある。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明は、ベース板に設けられて
いるガイド部材に円環型圧電セラミックの内径部が固定
されて振動体が構成され、この円環型圧電セラミックの
外周部に接触するロータが設けてあり、円環型圧電セラ
ミックに電界を印加することによって発生する超音波振
動によってロータを回転させる超音波モータに適用した
ものである。
【0013】ロータは、円環型圧電セラミックの外周部
に放射状に配設してある複数のロータ片からなり、この
ロータの外側には、各ロータ片の内側部が円環型圧電セ
ラミックの外周部に接触する方向に押圧する弾性部材を
設けるのが好ましい。
【0014】また、ロータは各ロータ片の内側部にロー
タの回転方向に対して直交する方向に凹部を設けること
により常に広い面積で円環型圧電セラミックの外周部と
の面接触を確保可能にしたものとすることが好ましい。
【0015】さらに、上記した各ロータ片は連結部材を
用いて一体に連結することが好ましい。
【0016】また、上記した円環型圧電セラミックの両
側には、1対のガイド板をロータの回転方向と同軸に回
転可能に設け、これらのガイド板の少なくとも一方は、
各ロータ片に対して円環型圧電セラミックの径方向には
進退自在に、ロータの回転方向には進退不能に係合する
ようにすることが好ましい。
【0017】さらに、上記した1対のガイド板のいずれ
か一方の外周部には、歯車の歯形を形成することによ
り、シャフトレスでロータからのトルクを外部機器に伝
達可能とすることが好ましい。
【0018】さらにまた、上記した1対のガイド板のい
ずれか一方のガイド板に、他方のガイド板を同方向に回
転可能に結合する結合フックを設けることにより構成を
簡単にすることが好ましい。
【0019】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。まず、第1の実施例として、超音波モー
タにおけるロータの回転を出力軸から出力させるように
構成したものについて説明する。図1,2に示すよう
に、ベース板1に段差付きの円筒状に形成してなる突出
部1aに円環型圧電セラミック2が取り付けてある。円
環型圧電セラミック2の内周部2aには4か所に半円状
の凹部2b(図3参照)が形成してあり、この凹部2b
には、ベース板1の突出部1aに立設された4本のピン
3の径方向断面の半部が係合することにより円環型圧電
セラミック2は回転不能に支持されている。
【0020】ベース板1の突出部1aの上面及びその周
囲に位置する円環型圧電セラミック2の内周部2a(半
円状の凹部2bも含む)周辺の部分の上面には、弾性押
さえ板4がビス6によって固定してある(図3参照)。
つまり、この第1の実施例における円環型圧電セラミッ
ク2は、4本のガイドピン3及び弾性押さえ板4により
ベース板1に取り付けられており、図示しない電極から
電界を印加されることによって発生する超音波振動が完
全に妨げられてしまうことのないように支持されてい
る。
【0021】円環型圧電セラミック2の外周部にはロー
タRが設けてある。ロータRは円環型圧電セラミック2
の外周部に放射状に配設してある多数のロータ片5から
なる。ロータ片5の内側部は、円環型圧電セラミック2
の外周部との接触面となっており、なるべく大きな面積
かつ大きな押圧力で接触することが望まれる部分であ
る。各ロータ片の内周部はこの外周部との接触面積を大
きくする形状としてある。ここで、ロータの回転方向に
対して直交する方向に凹部5aが設けてある(図3参
照)。この凹部5aは、ロータ片5に高精度を要求する
ことなく常に円環型圧電セラミック2の外周面に対して
ロータRが接触するようにしたものである。
【0022】ロータ片5の下端部は突起状の案内部5b
が形成してある。また、ロータ片5の上端部には長円状
の突起からなる案内部5cが形成してある。各ロータ片
5は、リブ状の連結部材(図示略)を用いて一体に連結
されることにより、組み立て時における作業を容易化
し、かつ組み立て工数の節減を図ってある。
【0023】ロータRの外周部には、コイルばねの両端
を結合してなる円環状の弾性部材7が設けてある。弾性
部材7は、各ロータ片5を円環型圧電セラミック2の外
周部に接触する方向に押圧力を作用させるもので、これ
により各ロータ片5の内側は、常に円環型圧電セラミッ
ク2の外周面に弾接させられ、ロータRに対して大きな
トルクを発生可能としてある。
【0024】円環型圧電セラミック2の上下両側には、
それぞれガイド板8,9が設けてある。円環型圧電セラ
ミック2の下側に位置する下ガイド板8は、円筒形状を
なし、その内径は円環型圧電セラミック2の外径より若
干大きくなっており、上側に位置する上ガイド板9は、
下ガイド板8にビス10を介して結合している。
【0025】上ガイド板9の外周部には放射状に長溝部
9aが形成してあり、上述したロータ片5の案内部5c
がこの中で摺動可能に位置している。詳しくは、各ロー
タ片5は上ガイド板9に対して円環型圧電セラミック2
の径方向には進退自在に、ロータの回転方向には進退不
能に係合している。これにより、円環型圧電セラミック
2に発生する振動がロータ片5によって完全に妨げら
れてしまうことがないようになっている。
【0026】上ガイド板9の中心部には、一体回転可能
に圧着してなる出力軸11が立設してある。出力軸11
の下方は、ベース板の突出部1aに設けてある垂直孔部
1b内に没入しており、この孔部内に装着されたベアリ
ング12によって円滑に回転自在に支持されている。出
力軸11の上部には、ピニオン(図示略)を取り付ける
ことにより外部機器へトルクを出力可能となる。
【0027】次に第2の実施例として、ガイド板の外周
部に歯車の歯形を形成し、これによって、直接的にロー
タのトルクを外部機器に伝達可能とした構成の超音波モ
ータについて説明する。図4,5に示ように、ベース板
21の突出部21aは複数段に形成してあり、最上段の
円筒部には、円環型圧電セラミック22を取り付けるガ
イド部材23が取り付けてある。
【0028】円環型圧電セラミック22の下面側は、内
周部から一定の幅の範囲が突出部21aの段差の周囲に
形成された耳状の保持部(図示略)の上面に支持され、
上面側は、ガイド部材23の上部に形成された4つのつ
ば部23a(図6参照)によって保持されている。
【0029】ガイド部材のつば部23aの下方かつその
外周部には、半円柱状のガイド部23dが形成してある
他、1か所には円環型圧電セラミック22の内周部22
に形成された半円状の係合部22bと係合可能な係合
突起23bが形成してある(図6参照)。さらにガイド
部材23の下端の1カ所には下方に突出して、ベース板
21の上面に形成された係合部21bに係合する位置決
めピン部23cが形成してある。
【0030】ガイド部材23の上面には、ベース板21
の支持部21aに嵌合したばね座金24が当接してお
り、さらにその上面には、ばね押えキャップ30の下面
が当接している。なお、ばね座金は皿ばねやコイルばね
であってもよい。ばね押えキャップ30は、皿小ねじ3
1によってベース板21の支持部21aの上端部に取り
付けられている。この皿小ねじ31を固く締め付けるこ
とにより、ばね座金24が変形してその弾性力によりガ
イド部材23を弾性的に押圧し、円環型圧電セラミック
22を弾性保持するようにしてある。
【0031】円環型圧電セラミック22の外周部には、
第1の実施例で説明したものと同様のロータRが設けて
ある。各ロータ片25は、第1の実施例と同様に連結部
材26によって一体に連結することによりロータRを構
成している。ロータRの外周部には、第1の実施例で説
明したものと同様の弾性部材27が設けてあり、ロータ
Rを構成する多数のロータ片25を円環型圧電セラミッ
ク22の外周部に接触する方向に押圧している。
【0032】ロータ片25は、実質的に角柱状に形成さ
れた胴部の内側に、ロータの回転方向に直交する方向
に凹部25aが形成してある。これによりロータ片25
に高精度を要求することなく常に円環型圧電セラミック
22の外周部との間に接触面が得られるようにしてある
(図6参照)。
【0033】ロータ片25の胴部の下端部には、後述の
下ガイド板28に設けてあるガイド孔28aに係合する
突起状の案内部25bが形成してある。同じく胴部の上
端部には、後述の上ガイド板29に設けられた長円孔2
9aに係合する長円状の突起からなる案内部25cが形
成してある(図4参照)。
【0034】円環型圧電セラミック22の上下には、そ
れぞれ上述したガイド板28,29が位置している。円
環型圧電セラミック22の下方に位置する下ガイド板2
8は、内径部がベース板の支持部21aに回転自在に支
持されており、上述したロータ片25の案内部25bを
介して、ロータRと同一方向に回転可能としてある。
【0035】円環型圧電セラミック22の上方に位置す
る上ガイド板29は、上述したばね押えキャップ30の
筒部に回転自在に支持されている。上ガイド板29も同
様にして、ロータ片25の案内部25cを介して、ロー
タRと同一方向に回転可能としてある。これにより、
ロータ片25は上ガイド板29に対して円環型圧電セラ
ミック22の径方向には進退自在に、ロータRの回転方
向には進退不能に係合しているため、ロータ片25に高
精度を要求することなく常に円環型圧電セラミック22
の外周部との間に接触面が得られるようにしてある。
【0036】上ガイド板29の外周には、歯車の歯形2
9bが形成してあり、これによりロータRの回転によっ
て生じるトルクを外部機器に対して直接的に出力可能と
なる。出力軸及び出力用のピニオンも設置することを要
しないので、部品点数を減少させることができる。さら
に、上ガイド板29と出力軸との圧着加工も要しないの
で工数の削減も可能となる。
【0037】下ガイド板28と上ガイド板29とは、下
ガイド板に一体に形成された結合フック28cを介して
結合させてあり、ロータRのトルクかいずれか一方にし
か伝達されない構成とした場合にも、両ガイド板を連動
可能としてある。なお歯車の歯形及び結合フックは上下
どちら側に設けるようにしてもよい。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、2つの実施例で説明し
たように、ロータを複数個のロータ片によって構成し、
各ロータ片の内側を円環型圧電セラミックの外周部に向
けて押圧する弾性部材が設けてあるので、高精度の加工
を必要とせずに、接触面を得ることが可能となり、効率
の高いロータを備えた超音波モータを安価に製造するこ
とが可能となる。
【0039】また、ロータにおける、円環型圧電セラミ
ックとの接触面に回転方向と直交する凹部が設けてある
ので、部品のばらつき等によって接触面が失われてしま
うようなことがなくなる。
【0040】また、各ロータ片を連結部材で一体に連結
してあるので、円環型圧電セラミックの外周との均一な
当りを損なうことなく組み立て工数の減少が可能となる
ので、製造コスト低減できる
【0041】また、円環型圧電セラミックの上下両側に
設けてあるガイド板をロータに従動させるガイド板とロ
ータ片との係合状態は、円環型圧電セラミックの径方向
には進退自在に、そしてロータの回転方向には進退不能
に係合してあるので、ロータの回転によるトルクを円滑
に出力可能となる。
【0042】また、ガイド板のいずれか一方の外周部に
歯車の歯形を形成したものとすれば、シャフトや出力用
ピニオンが不要となるので、部品点数の削減および加工
工数の削減を図ることが可能になる。
【0043】さらにまた、ガイド板の一方に結合フック
を設けて、両ガイド板を同方向に回転可能にすれば、組
み立てが容易となるので製造コストの低減低減でき
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の構成を示す一部切欠平面図である。
【図2】図1A−A線断面図である。
【図3】上ガイド板を除去した内部構成を示す平面図で
ある。
【図4】実施例2の構成を示す一部切欠平面図である。
【図5】図4B−B線断面図である。
【図6】ガイド部材と円環型圧電セラミックとロータ及
び弾性部材を上から見た状態を示す平面図である。
【符号の説明】 1,21 ベース板 2,22 円環型圧電セラミック 4 弾性押さえ板 5,25 ロータ片 5a,25a 凹部 7,27 弾性部材 8,28 ガイド板(下) 9,29 ガイド板(上) 23 ガイド部材 26 連結部材 28c 結合フック 29b 歯形 R ロータ
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベース板に設けられているガイド部に円
    環型圧電セラミックの内周部が固定されて振動体が構成
    され、当該円環型圧電セラミックの外周部に接触するロ
    ータが設けてあり、上記円環型圧電セラミックに電界を
    印加することによって発生する超音波振動によって上記
    ロータを回転させる超音波モータにおいて、 上記ロータは、上記円環型圧電セラミックの外周部に放
    射状に配設してある複数のロータ片からなり、 上記ロータの外側には、上記各ロータ片の内側部が上記
    円環型圧電セラミックの外周部に接触する方向に押圧す
    る弾性部材が設けてあることを特徴とする超音波モー
    タ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記各ロータ片の内
    側部には、上記ロータの回転方向に対して直交する方向
    に凹部が設けてあることを特徴とする超音波モータ。
  3. 【請求項3】 請求項1ないし2において、上記各ロー
    タ片は連結部材を用いて一体に連結してあることを特徴
    とする超音波モータ。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3において、上記円環型
    圧電セラミックの両側には、1対のガイド板が上記ロー
    タの回転方向と同方向に回転可能に設けてあり、上記ガ
    イド板の少なくとも一方は、上記各ロータ片に対して上
    記円環型圧電セラミックの径方向には進退自在に、上記
    ロータの回転方向には進退不能に係合してあることを特
    徴とする超音波モータ。
  5. 【請求項5】 請求項4において、上記1対のガイド板
    のいずれか一方の外周部には、歯車の歯形が形成してあ
    ることを特徴とする超音波モータ。
  6. 【請求項6】 請求項4ないし5において、上記1対の
    ガイド板のいずれか一方のガイド板には、他方のガイド
    板を同方向に回転可能に結合する結合フックが設けてあ
    ることを特徴とする超音波モータ。
JP9097616A 1997-04-15 1997-04-15 超音波モータ Abandoned JPH10290584A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170067483A (ko) * 2015-12-08 2017-06-16 에스엘 주식회사 피에조 액츄에이터
KR20170080085A (ko) * 2015-12-31 2017-07-10 에스엘 주식회사 차량용 변속 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170067483A (ko) * 2015-12-08 2017-06-16 에스엘 주식회사 피에조 액츄에이터
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